elektrostatikk

Elektrostatikk er grenen av fysikk som studerer statiske elektriske ladninger, deres krefter, felt og potensial, samt hvordan ladninger fordeler seg i ledende og isolerende materialer. Den beskriver også fenomener som polarisation og elektrisk skjerming og gir grunnlaget for analyse av hvordan ladninger utøver krefter på hverandre og på objekter i hvile.

De grunnleggende lovene inkluderer Coulombs lov: F = k q1 q2 / r^2, der k ≈ 8,9876×10^9 N m^2/C^2. Det elektriske feltet E = F/q = k q / r^2 og potensialet V = k q / r. Gauss’ lov uttrykkes som ∮ E · dA = Q_enc/ε0, og permittivitet er ε = ε0 εr.

Materiell forhold: Dielektriske materialer polariseres i et felt, noe som gir høyere kapasitet. Kapasitans C = Q/V, og energien lagret i en kondensator U = 1/2 C V^2. Permittiviteten ε og dielektrisk konstant εr beskriver hvor lett et materiale lar feltet gjennom seg, og påvirker feltfordeling og energilagring i kretser.

Praktiske anvendelser spenner fra elektrostatiske avskilling av partikler i industrien og xerografi (kopiering) til elektrostatisk sprøyting og maling. Elektrostatikk spiller også en viktig rolle i elektronikkens beskyttelse mot elektrostatisk utlading (ESD) og i studier av lading og måling av små partikler.

Historisk ble Coulombs lov formulert på 1700-tallet, og Millikans olje-dråpe-eksperiment bekreftet elementærladningen tidlig på 1900-tallet. Elektrostatikk forblir en grunnmur i teoretisk og anvendt fysikk.